某化工集团生产废水主要来自该集团各生产单位外排废水。由于产品和工艺不同，废水水质波动较大，其处理采用收集不同类型废水进行集中处理、排放地表水体的方式。随着国家环保要求的进一步提高，传统的化工废水处理方式已不能满足环保要求。为此，该集团采用超滤、反渗透工艺对集中处理后的化工废水进行深度处理，并回用化工生产，以实现化工废水“近零排放”的目标。集中收集的总废水经两级石灰—絮凝沉淀法去除部分无机悬浮物、有机污染物及钙镁离子，产水一部分供厂区冲洗地面和卫生间，部分供超滤、反渗透膜系统使用。
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1.化工废水处理工艺
该工程系统进水具有高溶解固体含量(TDS)、高硬度、高pH、高有机物(COD)等特点，处理工艺主要考虑去除无机悬浮物、有机污染物及钙镁离子，使系统产水中的离子含量达到可接受范围，产水回用于化工工艺过程不致对化工产品质量产生不利影响。
反渗透膜技术可以很好地达到去除离子的目的。根据原水水质，设计采用投加纯碱降钙+常规絮凝沉淀+多介质过滤(MMF)+超滤膜法(UF)+反渗透膜法(RO)工艺进行处理。该工艺具有占地面积小、处理水量大、产水水质稳定、全自动PLC+上位机控制运行、操作简单等特点。工艺流程如图1所示。
2.工艺流程要点
采用超滤膜与反渗透膜技术处理废水，关键是防止膜组件的污堵和结垢，同时保证膜的产水通量。采用以下措施控制膜的结垢与污堵风险。
2.1絮凝剂、助凝剂和纯碱的投加
在絮凝反应池中投加适量絮凝剂(PAC)、助凝剂(PAM)和足量纯碱，经斜板沉淀池沉淀后可除去95%以上的Ca2+和部分重金属离子，以降低后续反渗透膜表面形成难溶重金属沉淀的可能性。
由于PAM是长链高分子化合物，与RO膜的高分子材质类同，过量PAM到达RO膜后会导致RO膜严重污堵，且无法通过化学清洗恢复膜通量。因此，只能适量投加助凝剂，蕞佳PAC和PAM联合投加量根据现场小试确定。
2.2酸的投加
由于原废水呈碱性，pH较高，重金属离子易在碱性环境中形成难溶沉淀物，并在膜表面形成结垢。为防止重金属离子在膜表面沉淀结垢，调节原水pH至关重要。在沉淀池产水至多介质过滤器的进水管上投加盐酸，调节pH至7~7.5，能有效控制重金属离子在反渗透膜表面的结垢。
3.结论
(1)采用双膜法处理化工废水，系统对有机污染物、硬度的去除效果较好，TDS去除率可稳定在97%以上，反渗透产水回用于化工生产工艺，反渗透浓水用于冲灰。整个系统运行可实现集团废水的“近零排放”，经济和环境效益显著。
(2)随着系统的连续运行，超滤膜和反渗透膜均有一定程度的污染，压差有所上升，产水量有所下降。经过化学清洗后膜通量可以恢复到设计值。
(3)为保证系统长时间连续运行，可考虑使用过滤孔径为10μm的保安过滤器滤芯。
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